JP2001209020A

JP2001209020A - 液晶表示パネルの製造方法

Info

Publication number: JP2001209020A
Application number: JP2000016675A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsuda; 健松田; Hiroyuki Hanato; 宏之花戸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイパネルの製造プロセスにお
いては、いわゆる半導体プロセスが用いられているが、
パネルの大型化に伴い製造装置も大型化する必要があ
り、製造コストの上昇を招いていた。【解決手段】所望の大きさより小さい基板上に、配
線、透明電極および素子のうち少なくともいずれかを所
望の配置より密に配置した後（ａ）、前記基板を所望の
大きさまで引き伸ばす（ｂ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネルの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは微細な素子や配線、高
精度な位置合わせを必要とするため、半導体プロセスに
代表される真空成膜技術とフォトグラフィ技術を駆使し
て製造されている。しかし、近年の表示サイズの大型化
に伴って、成膜装置等も大型化する必要があり、コスト
上昇を招いている。

【０００３】本来、半導体プロセスは、非常に微細な素
子を小さい面積に高密度に集積させるのに適した技術で
あり、液晶表示パネルのように大面積に微細な素子を点
在させるのに適した技術ではなかった。

【０００４】また、例えば、ＵＳＰＡＴ５４３８２
４１ＦＩＧ１３に示されるように、伸縮性の転写フィ
ルム上に比較的高密度にアクティブ素子を作り込み、所
望の密度となるように伸縮性のフィルムを引き伸ばし、
素子のみをディスプレイパネル上に転写する方法が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行技術
においても、素子の製造プロセスのみを高密度にできる
のみであって、その他のプロセスの高密度化について
は、何ら考慮されておらず、また、転写の際の位置決
め、素子と配線の接続等新たな難解の問題が生じてく
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題の解決を目的としてなされたものであって、本発明
は、所望の大きさより小さい基板上に、配線、透明電極
および素子のうち少なくともいずれかを所望の配置より
密に配置した後、前記基板を所望の大きさまで引き伸ば
すことを特徴とする。

【０００７】さらに、前記基板および前記基板上に配置
される透明電極に、塑性変形能を有する材料を用いるこ
とを特徴とする。

【０００８】また、前記基板上に配置される配線に、超
塑性変形能を有する導電性材料を用いることを特徴とす
る。

【０００９】また、前記基板上に配置される素子に、塑
性変形能を有しない材料を用いることを特徴とする。

【００１０】また、少なくとも前記基板と前記基板上に
配置される素子との間に、歪緩衝層として前記基板より
も変形し易い層を形成することを特徴とする。

【００１１】さらに、前記配線の両端部を、前記歪緩衝
層を介さず直接或いは間接的に前記基板に固定すること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図をもとに本発明について
説明する。

【００１３】液晶表示パネルとは、画素電極、画素電極
を駆動するアクティブ素子、データ信号線、走査信号線
を有する透明基板と、対向電極を有する透明電極とを所
定の間隔を介して対向させて、液晶を充填したものであ
る。

【００１４】ここでは、本発明の特徴である、画素電
極、画素電極を駆動するアクティブ素子、データ信号
線、走査信号線を有する透明基板の製造方法について説
明する。

【００１５】図１は本発明の液晶表示パネルの製造方法
を説明する図である。

【００１６】まず、図１（ａ）に示すように、比較的低
温において塑性変形可能な材料を用いた、所望の面積よ
り小さく所望の厚みよりも厚い透明基板上に、所望のパ
ターンよりも断面積の大きい配線（データ信号線、走査
信号線）パターン４９、５０と、所望の形状より小さい
透明電極６３と、アクティブ素子４４とを半導体プロセ
スを用いて、所望の密度よりも高密度に形成した（以
下、縮小パネルと称す）。

【００１７】ここでは、基板材料として熱可塑性樹脂の
ポリエチレンを用い、配線材料としては金を用い、透明
電極６３としてはポリアセチレンを用いたが、これらに
限定されるものではなく、塑性変形能、電気伝導度とい
った所望の特性を満たせば、何れの材料を用いても良い
ことはいうまでもない。

【００１８】次に、図１（ｂ）に示すように、上記のよ
うに作製された縮小パネルを１５０℃に加熱し、パネル
が所望の形状となるまで引き伸ばす。

【００１９】その後は、従来どおり、２つの透明基板を
所定の間隔を介して対向させて、液晶を充填させればよ
い。

【００２０】なお、引き伸ばす前の基板および形成され
る配線等の大きさ、並びに引き伸ばし度といったもの
は、製造しようとしている液晶表示パネルの大きさや使
用する材料によって適宜選択すればよい。

【００２１】次に、各材料について詳細に説明する。

【００２２】まず、上記のように配線材料として金を用
いた場合、その形成条件により、基板を引き伸ばした時
の配線状態に不良のものができてしまう。例えば、図２
（ａ）のように、配線パターン４９、５０にくびれが生
じ、配線抵抗が不安定となったり、断線のため所望の形
状まで引き伸ばすことができなくなる。

【００２３】そこで、良好に引き伸ばすことができた配
線と、そうでなかった配線とを比較してみると、両者の
平均結晶粒径に差異のあることがわかった。つまり、前
者の平均結晶粒径は２μｍ前後であり、後者のそれは１
０μｍ前後であった。このことから、両者の差異は、結
晶粒径の差による塑性変形能の差にあることがわかっ
た。

【００２４】一般に、結晶粒径が小さく（数μｍ以下）
なると、結晶粒内での滑り変形から結晶粒界の粒界滑り
による変形が支配的となり、超塑性的な変形を示すこと
が知られている。よって、前者の良好な引き伸ばし性
は、超塑性により実現できたものである。図２（ｂ）
に、超塑性変形能を有する状態で引き伸ばした場合の引
き伸ばし後の配線パターン４９、５０を示す。

【００２５】上述から、配線材料に超塑性能を有する材
料を用いることで、良好に引き伸ばしが行なえることが
わかる。

【００２６】なお、ここでは、金材料を用いた場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、他の
超塑性を示す材料（例えば、Ｍｇ−Ｌｉ合金、Ａｌ合
金、Ｎｉ合金、Ｔｉ合金等の合金や複合材料等）も利用
可能であることはいうまでもない。

【００２７】次に、透明電極６３、アクティブ素子４４
の材料特性（塑性変形性の有無）を変化させた場合につ
いて説明する。

【００２８】まず、透明電極６３として、ポリアセチレ
ン（塑性変形可能な材料）を用いた場合と従来から用い
られているＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）薄膜（塑性
変形しない材料）を用いた場合について、基板を引き伸
ばした後の違いについて説明する。

【００２９】図３（ａ）にポリアセチレンを用いた場合
の基板を引き伸ばし後の素子部の拡大図を示し、図３
（ｂ）にＩＴＯ薄膜を用いた場合の基板を引き伸ばし後
の素子部の拡大図を示す。

【００３０】図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、
塑性変形可能なポリアセチレンを用いた場合には、基板
引き伸ばしに伴い透明電極６３も引き伸ばされるため透
明電極６３面積も大きくなり所望の有効面積を得ること
ができるが、塑性変形しないＩＴＯ薄膜を用いた場合に
は、透明電極６３面積は大きくならず、透明電極６３と
配線パターン４９、５０の隙間が大きくなるのみで、所
望の有効面積を得ることはできない。

【００３１】このことから、透明電極材料としては、ポ
リアセチレンのように塑性変形能を有する材料を用いる
ことが望ましいことがわかる。

【００３２】次に、アクティブ素子の場合について説明
する。

【００３３】図４（ａ）にＳｉ薄膜（塑性変形しない材
料）を用いた場合の基板を引き伸ばし後の素子部の拡大
図を示し、図４（ｂ）に有機半導体（塑性変形可能な材
料）を用いた場合の基板を引き伸ばし後の素子部の拡大
図を示す。

【００３４】図４（ａ）、（ｂ）から明らかなように、
Ｓｉ薄膜を用いた場合には、基板を引き伸ばしても素子
面積は大きくならず有効面積を減少させないが、有機半
導体（塑性変形可能な材料）を用いた場合には、基板引
き伸ばしに伴い素子面積が大きくなり有効面積を減少さ
せてしまうことがわかる。

【００３５】このことから、素子材料としては塑性変形
しない材料を用いることが望ましいことがわかる。

【００３６】しかしながら、アクティブ素子４４に塑性
変形しない材料を用いると、図５（ａ）に示すように、
基板引き伸ばし後は、基板のパターンを形成していない
面が凹凸形状になってしまう。これは、アクティブ素子
４４に塑性変形しない材料を用いているので、アクティ
ブ素子の配置された部分の基板４８が伸びず、それ以外
の部分が伸びることによっておこる。

【００３７】そこで、図５（ｂ）に示すように、基板と
パターンとの間に、シリコンエラストマーの歪緩衝層１
を設けることにより、図５（ａ）のような基板の凹凸は
無くなる。また、図５（ｃ）に示すように、アクティブ
素子４４（変形しない部分）の下部のみに歪緩衝層１を
設けても、同様に基板の凹凸は無くなる。

【００３８】ここでは、歪緩衝層１としてシリコンエラ
ストマーを用いたが、これに限定されるものではなく、
基板引き伸ばし時の条件下における基板の変形応力をσ
ｓ、歪緩衝層１の変形応力をσｉとすると、σｓ＞＞σ
ｉとなる関係の材料を用いることができる。

【００３９】なお、図５（ｂ）のように、全面に歪緩衝
層１を設ける場合には透明でなければならない。

【００４０】上述のように、基板とパターンとの間全面
に歪緩衝層１を形成した場合には、基板引き延ばし時の
基板のクランプ位置により不具合が発生してしまう。

【００４１】つまり、配線パターン４９、５０両端部を
含む形で基板をクランプして引き伸ばした場合は、良好
に引き伸ばすことができたが、基板のみをクランプして
引き伸ばした場合は、図６（ａ）に示すように、配線端
部が本来くるべき位置（点線にて図示）まで引き伸ばす
ことができなかった。そこで、図６（ｂ）に示すよう
に、配線端部においてのみ歪緩衝層１を介さずに基板に
接合することで、引き伸ばしにより配線端部を所望の位
置に配置することができた。図６（ｂ）では配線端部を
直接基板に接合したが、図６（ｃ）に示すように、塑性
変形し難い材料を結合中間層２として配置してもよい。

【００４２】上述では、配線パターン、透明電極、アク
ティブ素子といった表示パネルとしての要素をすべて形
成した後、基板を引き伸ばす場合について説明したが、
そのいずれかの要素を形成した後で、基板を引き伸ば
し、その後で形成されていない要素を伸ばした基板上に
形成してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体プロセスに用いる製造装置の容量が小さくても、
従来の手法に比べて取れ数を多くすることができ、製造
コストを抑えることができる。

【００４４】さらに、透明電極材料として、塑性変形能
を有する材料を用いることで、基板引き伸ばし時に電極
も引き伸ばされ、有効画素面積を大きくすることができ
る。

【００４５】また、配線材料として、超塑性変形能を有
する導電性材料を用いることで、均一に歩留まり良く引
き伸ばすことができる。

【００４６】また、素子の材料としては、塑性変形能を
有しない材料を用いることで、基板引き伸ばし時に素子
面積の増加による開口率の低下を防ぐことができる。

【００４７】また、少なくとも基板と基板上に配置され
る素子との間に、歪緩衝層として基板よりも変形し易い
層を形成するので、変形し易さの差異による基板の拘束
力の違いを緩和することができ、これに伴う引き伸ばし
後の基板の凹凸を防止することができる。

【００４８】さらに、配線の両端部を、歪緩衝層を介さ
ず直接或いは間接的に基板に固定するので、歪緩衝層に
よる引っ張り力の緩和による配線の引き伸ばし不良を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示パネルの製造方法を説明する
ための図である。

【図２】配線材料特性の違いによる基板引き伸ばし後の
差を説明するための配線パターン部の拡大図である。

【図３】パターン構成材料の違いによる基板引き伸ばし
後の差を説明するための画素部近傍の拡大図である。

【図４】パターン構成材料の違いによる基板引き伸ばし
後の差を説明するための画素部近傍の拡大図である。

【図５】基板引き伸ばし後の基板の凹凸状態を説明する
ための断面図である。

【図６】歪緩衝層を全面に形成した場合の配線端部の接
合の違いによる基板引き伸ばし後の配線の引き伸ばされ
かたの差を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１歪緩衝層２結合中間層４４アクティブ素子４８基板４９配線（データ信号）５０配線（走査信号）６１ソース電極配線６２ドレイン電極配線６３透明画素電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の大きさより小さい基板上に、配
線、透明電極および素子のうち少なくともいずれかを所
望の配置より密に配置した後、前記基板を所望の大きさ
まで引き伸ばすことを特徴とする液晶表示パネルの製造
方法。
【請求項２】前記基板および前記基板上に配置される
透明電極に、塑性変形能を有する材料を用いることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】前記基板上に配置される配線に、超塑性
変形能を有する導電性材料を用いることを特徴とする請
求項１記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】前記基板上に配置される素子に、塑性変
形能を有しない材料を用いることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】少なくとも前記基板と前記基板上に配置
される素子との間に、歪緩衝層として前記基板よりも変
形し易い層を形成することを特徴とする請求項１記載の
液晶ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】前記配線の両端部を、前記歪緩衝層を介
さず直接或いは間接的に前記基板に固定することを特徴
とする請求項５記載の液晶表示パネルの製造方法。